《动物营养学》PPT课件.ppt

动物营养学Animal Nutrition,动物科技学院动物营养教研室主讲教师：林英庭 李文立 姜建阳 王利华,饲养管理,疫病防治,品种,营养与饲料,饲养技术,遗传,育种,繁殖,养猪、养鸡、养牛等,动物营养学Animal Nutrition,饲料学Feed Science,求,供,哪些动物的营养动物需要哪些营养物质为什么需要这些营养物质需要多少营养物质,动物需要哪些饲料为什么需要这些饲料需要多少饲料如何合理将饲料供给动物,绪 论,营养？营养学？动物营养？动物营养学？为什么要学动物营养？怎样学？,第一节 营养及营养学,一、营养的概念,1、营养:是有机体消化吸收食物并利用食物中的有效成分来维持生命活动、修补体组织、生长和生产的全部过程。2、养分:食物中能够被有机体用以维持生命或生产产品的一切化学物质，即通常所称的营养物质或营养素、养分。凡能提供养分的物质叫食物或饲料。,二、营养学,1、概念 研究生物体营养过程的科学。通过这一过程的研究，可以阐明生命活动的本质，并通过营养调控措施维持生态系统的平衡。,2、营养学分支,营养学,植物营养学,微生物营养学,动物营养学,植物生产,人类,动物生产,农业,人类营养学,人类,三、动物营养学,1、概念 研究营养物质摄入与动物生命活动（包括生产）之间关系的科学。养分是动物生命活动的物质基础。研究养分的摄入与动物健康和高效生产的定性定量规律，不但可以为动物生产提供理论根据和实践指南，维持动物生产的高效进行，而且有助于揭示动物生命活动的本质、动物与人及环境间的互作关系。,2、动物营养学任务确定必需营养素及其理化特性；研究必需营养素在体内的代谢过程及其调节机制；研究营养摄入与动物健康的关系；研究动物营养与人及环境之间的互作规律；制定不同条件下，不同生产目的的动物对各种营养物质的需要量；研究动物营养学的研究方法。,3、动物营养学目标 通过研究，揭示养分利用的定性定量规律，形成饲料资源的高效利用、动物产品的高效生产、人类健康及生态环境的长期维护的动物营养科学指南，使动物生产在土壤-植物-动物-人食物链中与其他要素协调发展，为维持食物链的高效运转发挥积极作用。,4、与动物营养学关系密切的学科饲料与饲养学 普通化学 动物生物化学 生态学 动物生理学 微生物学 数学 畜牧经济学 土壤学 计算机技术,第二节 动物营养与动物生产,一、动物生产的特点,1、动物生产的目的将粮食及人类不能直接利用的物质转化为人类生存和生活质量提高所必需的食物、衣物、药物、娱乐、劳力等。其中，生产食物是动物生产的主要目的。2、动物生产的作用食物链的重要成员，生态平衡的维护者。,3.动物生产特点：食品安全隐患,肉 骨 粉：疯牛病 动物油脂：二恶英 抗 生 素：残留与耐药性 高 铜：残留、环境污染 砷 制 剂：中毒 违禁药品：中毒、危害健康 霉变饲料：霉菌毒素中毒,动物生产特点：与人竞争资源,自然界的食物资源,再生性资源：蛋白质、碳水化合物和脂肪三 大有机物属再生性资源,非再生性资源：无机养分,到达地球表面的太阳能，有1%被植物利用。植物所捕获的太阳能中，有5%被转化为人类可直接利用的食物。人畜争食主要体现在这部分。,动物生产特点：有效利用资源,动物将人类不能直接利用的养分资源（如牧草、各类副产物等）转化为人类食品，从而提高食物生产体系中的养分利用率。,动物生产,物质转化效率低 与人类竞争资源 环境的污染者，也是保护者 为人类提供优质蛋白质 维持食物链的正常运转和维护生态平衡的重要成员,二、动物营养在食物链中的作用,1、提高动物对自然资源的利用效率；2、调控养分的摄入和排泄量，影响环境质量；3、保障动物产品对人类的食用安全。,三、动物营养在动物生产中的作用,1、保障动物健康2、提高生产水平 与50年前比较，现代动物的生产水平提高了80-200%。其中，营养的贡献率占50-70%。3、改善产品质量4、降低生产成本 动物生产的总成本中，饲料成本占50-80%5、保护生态环境,四、动物营养在饲料工业中的作用,动物营养是决定饲料企业产品定位、产品产量与质量、企业生产效率的核心因素。,第三节 动物营养学发展历程,一、历史三阶段,阶段一：从18世纪中叶到19世纪中叶 我国的“黄帝内经-素问”记载五谷为养，五畜为益、五果为助、五菜为充。此期的最大成就是法国化学家 Lavoisier（1743-1794）创立了燃素学说，奠定了营养学的理论基础。“生命即化学过程”,Lavoisier（1743-1794）,阶段二：从19世纪中叶到20世纪30-40年代,1860年由德国Henneber和Stomann创立了概略养分分析方案即“Weende方案”，主要测定饲料中的水分、粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维、粗灰分和无氮浸出物等六种概略养分。此阶段的主要成就是认识到了蛋白质、脂肪和碳水化合物三大有机物是动物的必需养分。大部分研究集中在这三大养分及能量利用率上，并开始积累有关矿物元素的资料。1875年，美国成立全球第一家饲料厂，标志着动物营养学已进入到实际应用阶段。,阶段三：从20世纪30年代至今现代动物营养学的形成与发展阶段,从30年代开始，维生素、氨基酸、必需脂肪酸、无机元素、能量代谢、蛋白质代谢、动物营养需要及养分互作关系的研究取得巨大进展。在30-40年代，分离并阐明了维生素的化学结构以后，微量养分的营养就初步形成了。40年代开始了对氨基酸的营养研究。50年代，对微量元素、维生素、氨基酸这些微量养分的营养功能和需要量进行了大量研究，同时发现了低剂量的抗生素具有促进动物生产和改善饲料利用率的功效。,到了60年代，维生素、氨基酸、抗生素的人工合成取得成功，养殖业也开始向规模化集约化方式发展，大大促进了动物营养学在生产实际中的应用。与此同时，饲料工业进入迅速发展时期。应用已知的动物营养学知识所生产的配合饲料能够促使养殖生产水平和饲粮利用率的大幅度提高，标志着现代动物营养学已经形成。从60年代至今，现代动物营养学得到了迅速发展。,我国动物营养学发展概况,第一阶段：19491957（建国初期）。主要致力于饲料资源调研、饲料资源开发、饲料营养价值评定及青粗饲料的加工贮存等。第二阶段：19581978（计划经济时期）。发展滞后。第三阶段：20世纪70年代末期到现在。动物营养学的大发展时期。,二、动物营养学的现状,确定了50种必需养分；了解了养分的主要代谢过程，掌握了养分的基本功能，弄清了养分的缺乏症和某些养分的中毒症；制定了各类动物对主要养分的营养需要量，掌握了主要养分的利用效率，使动物生产能够在较准确的营养调控下进行；建立了一整套动物营养学的研究方法；了解了多种因素对营养代谢和需要量的影响；认识了饲料添加剂在动物营养中的重要作用；,三、动物营养：主要问题,养分代谢过程及分子调节机制研究不足；对动物与消化道微生物生态系统之间关系的了解不足；交叉领域薄弱：营养与遗传、营养与健康、营养与环境及动物福利、营养与产品品质；采食量及其调控机制与措施研究不足；养分及抗营养因子的生物利用率的快速准确评定技术不完善；饲料安全问题突出。,四、动物营养：未来发展,向分支学科和交叉学科渗透和发展：环境营养学 生态营养学 微生态营养学 免疫营养学 分子营养学 系统营养学,第一章 动物与饲料的化学组成,内 容,第一节 动物与饲料,第二节 动植物体的化学组成,第三节 饲料养分,第一节 动物与饲料,一、动植物的代谢特点,1.动物代谢特点异养生物，依赖于自然界中的有机物。2.植物代谢特点自养生物，可利用自然界存在的简单无机物合成所需有机物。,相互依存 相互制约,二、动植物的相互关系,动物 人 植物,依靠,排泄物和死后尸体,种植业,畜牧业,图1-1 动植物相互关系图,第二节 动植物体的化学组成,一、元素组成,动植物体内已发现90多种元素，含量最多的为C、H、O、N四种，可达DM 90%以上。,必需化学元素：非矿物元素 4种：C、H、O、N；矿物元素20多种：常量元素7种：Ca、P、K、Na、S、Cl、Mg；微量元素10多种：Fe、Cu、Mn、Zn、Se、I、Co、F、Mo、V、Ni等。,二、化合物组成,1.碳水化合物含C、H、O，H：O=2：11）单糖 根据C原子数多少，有丙糖、丁糖、戊糖、己糖。单糖中己糖最重要，其结构式：C6H12O6植物体内：6CO2+6H2O C6H12O6+6O2动物体内:C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O,重要己糖包括：,半乳糖：乳糖水解产物之一葡萄糖：常见于玉米、糖蜜和动物血液中，甜度为蔗糖的3/4；果糖：主要存在于成熟水果和蜂蜜中，是最甜的糖；,2）双糖重要双糖包括：蔗糖：水解产生葡萄糖和果糖麦芽糖：由淀粉水解产生，甜度为蔗糖的1/4乳糖：主要存在于乳中，甜度为蔗糖的1/6,3）多糖少于10个单糖单元的多糖叫寡糖 化学式：（C6H10O5）n重要多糖包括：淀粉:植物的能量贮存形式,动物的主要能量来源。水解式：淀粉糊精麦芽糖葡萄糖糖原：动物淀粉，在肝脏合成，水解产生葡萄糖。,半纤维素：异质多糖，由多缩戊糖和多缩己糖组成。性质介于淀粉和纤维素之间。纤维素：由葡萄糖聚合而成。自然界最丰富的碳水化合物，占植物界C含量的 50%以上。棉花含量90%以上。木质素：非碳水化合物，含C过多，H：O比 2：1，含N。半纤维素、纤维素、木质素为植物细胞壁的主要成分，粗饲料中含量高。,2.脂肪含C、H、OC、H对O的比例高于碳水化合物,3.蛋白质含C、H、O、N，部分蛋白质含少量Fe、P、S蛋白质平均含N 16%由20种AA组成（表1-1）,表1-1 氨基酸,4.维生素为有机物；含C、H、O，有些含N及矿物元素。主要维生素包括：脂溶性维生素：维生素A、D、E、K;水溶性维生素：B1、B2、B6、B12、烟酸、泛酸、生物素、叶酸、胆碱、VC.,5.水由 H、O组成，动植物的主要组成成分。,三、动植物体组成成分比较,1.元素比较（表1-2）,表1-2 动植物体化学元素比较,1）元素种类基本相同，数量差异大；2）元素含量规律异同相同：均以氧最多、碳氢次之，其他少不同：植物含钾高，含钠低 动物含钠高，含钾低 动物含钙、磷高于植物3）元素含量的变异情况动物的元素含量变异小，植物的变异大。,2.化合物组成比较,动植物体化学组成的比较（%）,1）动植物的化合物有三类：第一类是构成机体组织的成分，如蛋白质、脂肪、碳水化合物、水和矿物质；第二类是合成或分解的中间产物，如氨基酸、脂肪酸、甘油、氨、尿素、肌酸等；第三类是生物活性物质，如酶、激素、维生素和抗体等。,2）动植物水分含量最高，植物变异大于动物；3）植物含纤维素、半纤维素、木质素；动物无；4）植物能量储备为淀粉，含量高；动物为脂肪，碳水化合物少（1%），主要是糖原和少量葡萄糖；,5）植物除含真蛋白外,含有较多的氨化物;动物主要是真蛋白及少量游离AA,无其他氨化物;动物蛋白质含量高,变异小，品质也优于植物；6）植物除含真脂肪外,还有其他脂溶性物质,如脂肪酸、色素蜡质;动物主要是真脂肪、脂肪酸及脂溶性V;动物脂肪含量高于除油料作物外的植物。,第三节 饲料养分,一、概略养分,国际上通常采用1864年，德国Weende试验站的Hanneberg 提出的常规饲料分析方案，即概略养分分析方案(Feed Proximate Analysis)，将饲料中的养分分为六大类（图1-3）,（一）水分（Water)各种饲料均含有水分，其含量差异很大，最高可达95%以上，最低可低于5%。,1.总水 包括：游离水（自由水、初水）:存在于细胞之间，结合不紧密，容易挥发。结合水（吸附水、束缚水）:与细胞内胶体物质紧密结合，难以挥发。饲料干物质=100%-水分%,2.饲料状态1）风干（半干）状态（基础）60-70烘干，失去初水，剩余物为风干物质，其状态叫2）全干（绝干）状态（基础）100-105 烘干，失去结合水，剩余物叫全干（绝干）物质，其状态叫,（二）粗灰分(Ash)是饲料、动物组织和动物排泄物样品在550-600高温炉中将所有有机物质全部氧化后剩余的残渣。,（三）粗蛋白质(Crude Protein，缩写CP)粗蛋白质：饲料中一切含氮化合物的总称。分析上=N625粗蛋白真蛋白+非蛋白氮,（四）粗脂肪(Ether Extract,缩写EE)粗脂肪：是饲料、动物组织、动物排泄物中脂溶性物质的总称。常规饲料分析是用乙醚浸提样品所得产品，故称为乙醚浸出物。EE包括真脂肪、类脂肪和其他脂溶性物质（如色素、维生素等）。,（五）粗纤维（Crude Fiber,缩写CF）粗纤维是植物细胞壁的主要组成成分，包括纤维素、半纤维素、木质素等成分。常规分析法是在强制条件(1.25酸、1.25%碱、乙醇、高温）下测定。结果：一部分纤维素、半纤维素和木质素溶解，使CF测值偏低，NFE偏高。,Van Soest(1976)改进方案：中性洗涤纤维（NDF）酸性洗涤纤维（ADF）酸性洗涤木质素（ADL）,Neutral detergent fiber(NDF),Acid detergent fiber(ADF),Acid detergent lignin(ADL),Van Soest 饲草粗纤维分析方案,（六）无氮浸出物（NFE，nitrogen-free extract）为可溶性碳水化合物，包括单糖、双糖和淀粉等可溶性多糖的总称。NFE%=100%-（Water+CA+CP+EE+CF）,二、纯养分,如氨基酸、矿物元素、脂肪酸、维生素、单糖、双糖等，共50多种。,三、养分的基本功能,基 本 功 能1、作为动物体的结构物质 2、作为动物生存和生产的能量来源3、作为动物机体正常机能活动的调节物质 4、形成产品 附属功能,表1-3 不同养分的功能,四、养分含量的表示方法,1、表示法（1）以%表示（2）g/kg或mg/kg，g/t（3）ppm/ppb（目前已不使用）,2、不同干物质基础的换算 新鲜基础（原样基础）；绝干基础（全干基础）；风干基础（半干基础），通常含水10-15%。将某一基础下的养分含量换算成另一基础下的养分含量，需按养分占干物质的比例不变的原则来计算，如：,某饲料新鲜基础含CP5%，水分75%，求饲料风干基础（含水10%）下含蛋白质多少？设为x，则x90%=5%25%x=（5%90%）25%=18%,第二章 动物对饲料的消化,内 容,第一节 饲料的消化性,第二节 动物的消化力与饲料的可消化性,第一节 饲料消化性,一、消化方式,1.消化的概念饲料中的养分变成为能被动物吸收的形式的过程（大分子-小分子，化学价的变化等）。2.消化道结构（图2-1、2-2、2-3、2-4）,图2-1 猪消化道结构,图2-2 鸡消化道结构,图2-3 马消化道结构,图2-4 牛消化道结构,3.消化方式（1）物理性消化：主要靠动物口腔内牙齿和消化道管壁的肌肉运动把饲料撕碎、磨烂、压扁，有利于在消化道内形成多水的食糜，为胃肠中其他形式的消化作准备。（2）化学性消化：主要是酶的消化。（3）微生物消化：瘤胃微生物、盲肠与结肠微生物,表2-1 动物消化方式,（1）物理性消化,表2-2 动物种类特异性,（2）化学消化,化学性消化在肠道中的部位1）消化道腔内大分子的降解，如：蛋白质氨基酸、小肽 脂肪甘油、脂肪酸 淀粉双糖、单糖2）肠粘膜细胞内进一步降解，如：小肽氨基酸 双糖单糖,（3）微生物消化,瘤胃内环境1）内环境特点 食物稳定地进入，提供微生物作用底物；唾液NaHCO3不断进入，维持pH在6-7；通过与血液间的离子交换使渗透压接近血浆水平；通过发酵产热使温度维持在38-42。,2）瘤胃微生物厌氧细菌，1011个/ml，二类：一类可利用纤维素、淀粉、葡萄糖等 二类可发酵第一类细菌的代谢产物 原生动物，106个/ml，吞噬食物和细胞颗粒，并可利用纤维素 细菌作用 原生动物,3）反刍动物微生物消化的重要性:,消化饲料中70-85%DM,和50%以上的CF,（4）化学性消化与微生物消化的异同,1、主要吸收部位：小肠、瘤胃,2、主要吸收方式：,二、消化后养分的吸收,（2）主动转运逆浓度梯度进行、耗能，主要养分单糖、AA等；,（3）胞饮吸收细胞直接吞噬某些大分子物质和离子，特别对幼龄动物（免疫球蛋白的吸收）。,三、各类动物的消化特点,1、非反刍动物：主要是酶的消化，以微生物消化较弱。2、反刍动物：前胃(瘤胃、网胃、瓣胃)微生物消化为主，主要在瘤胃内进行。皱胃和小肠的消化与非反刍动物类似，主要是酶的消化。,瘤胃微生物消化具有两大优点：一是借助于微生物产生的糖苷酶，消化宿主动物不能消化的纤维素、半纤维素等物质，显著增加饲料中总能(GE)的可利用程度；二是微生物能合成必需氨基酸、必需脂肪酸和B族维生素等营养物质供宿主利用。,3、禽类 对饲料中养分的消化类似于非反刍动物猪的消化。食物在腺胃停留时间很短，消化作用不强，主要在肌胃内进行，肌胃内的砂粒有助于饲料的磨碎和消化。禽类的肠道较短，饲料在肠道中停留时间不长，所以酶的消化和微生物的发酵消化都比猪的弱。,第二节 动物的消化力与饲料的可消化性,一、消化力与消化性,消化力：动物消化饲料的能力；消化性：饲料能被动物消化的性质或程度。消化率：衡量指标饲料某养分消化率=(食入饲料中某养分-粪中某养分)/食入饲料中某养分*100%,二、影响消化率的因素,（1）动物种类,1.动物,动物消化道长度（%）,粗饲料 差异大 牛 羊 猪 家禽 精饲料 差异小,（2）年龄与个体年龄：粗蛋白、粗脂肪、粗纤维随年龄 增加而增加 个体：以猪为例：瘦肉型与脂肪型对干物质 和粗蛋白的消化率差异为 一般混合料 6%谷物籽实 4%粗饲料 12-14%,2.饲料（1）种类（2）化学成分 粗蛋白和粗纤维影响大 反刍动物 养分消化率随粗蛋白水 平提高而提高 猪、禽 趋势与反刍动物相同，但 不明显（3）饲料中的抗营养因子,（1）饲料的加工调制,3.饲养管理技术,猪对不同粉碎粒度大麦的消化率,（2）饲喂水平猪 影响小 草食动物 影响大,第三章 水的营养,内 容,第一节 水的性质和作用,第二节 水的代谢,第三节 各种动物的需水量及饮水品质,第一节 水的性质和作用,1.较高的表面张力2.比热大：维持体温恒定3.蒸发热高：动物有蒸发散热4.水结冰后体积增大，比重变小,一、水的性质,二、水的作用,1.构成体组织（表1）,表1 动物体中水的百分含量（%）,2.参与养分代谢,水是一种理想的溶剂,水是化学反应的介质,3.调节体温4.其他功能：（1）润滑作用（2）稀释毒物（3）产品的组成部分,5.缺水的影响（1）失水1-2%干渴，食欲减退，生产下降;（2）失水8%严重干渴，食欲丧失，抗病力下降;（3）失水10%生理失常，代谢紊乱;（4）失水20%死亡;（5）动物可以失去全部体内的脂肪，蛋白质的一半，体重的一半，动物都能生存；（6）只饮水，可存活三个月；（7）不饮水，摄取其它养分，可存活七天。,第二节 水的代谢,一、水的来源,1、饮水,水的主要来源,2、饲料水,饲喂青绿饲料，可保证其来源。,3.代谢水三大有机物在动物体内氧化分解或合成过程中所产生的水。能满足动物需水量的5%-10%，具有重要的生命意义。脂肪的代谢水最多，其次是糖，第三是蛋白质。,表2 三大有机养分的代谢水,二、水的排泄,尿的排泄：动物由尿排出水的多少取决于动物种类、饮水量大小以及其他途径排水量的多少。粪的排泄：受动物种类及饲料性质的影响。肺脏的排出：受环境温度、活动量的影响。皮肤的排水：包括不感觉失水和排汗失水两种。产品排泄：乳、蛋,三、体水平衡的调节,1、水的平衡 动物体内的水分布于全身各组织器官及体液中，细胞内液约占2/3，细胞外液约占1/3，细胞内液和细胞外液的水不断地进行交换，保持体液的动态平衡。不同动物体内水的周转代谢的速度不同。,2、水的调节,此外，醛固酮激素在增加对Na+重吸收的同时，也增加对水的重吸收。,第三节 各种动物的需水量及饮水品质,一、水的需要量,不易准确测得，数据是大致的范围，在畜牧生产中累积的经验而得。采食量 1kg DM，需水：成年反刍 3-5kg 水 犊牛 6-7kg 水 猪与禽 2-3kg 水,适宜环境条件下畜禽对水的需要量（L/d）,二、影响需要量的因素,1.动物种类：大量排粪需水多 反刍非反刍鸟类2.生产性能：产奶阶段需水量最高，产蛋，产肉需水相对较低。3.气温：气温高于30，动物需水量明显增加，低于10，则相反。4.饲料或日粮组成：含N物质越高，需水量越高；粗纤维含量越高，需水量越高；盐，特别是Na+、cl-、K+含量越高，需水量越高。5.饲料的调制类型：粉料干颗粒膨化料,三、水的品质,1.水质的污染1）天然盐类 阴离子：co32-、so42-、cl-、N03-阳离子：Mg2+、Ca2+、Na+、重金属离子2）污染物：工业生产，农业生产所产生的化学物质，排出的污染物。3）微生物 细菌，病毒，真菌，原生质。,2.水质对动物的影响（表4）,表4 畜禽对水中不同浓度盐分的反应,第四章 蛋白质的营养,Protein Nutrition,内 容,第一节 蛋白质的组成和作用,第二节 单胃动物的蛋白质营养,第三节 反刍动物蛋白质营养,第四节 蛋白质质量的评定方法,第一节 蛋白质的组成和作用,一、蛋白质的组成及结构,（一）组成元素碳：51.055.0%；氮：15.518.0%氢：6.57.3%硫：0.52.0%氧：21.523.5%磷：01.5%（二）组成单位-氨基酸（AA，amino acid）NH2 RCHCOOH,二、蛋白质的性质和分类（一）蛋白质的性质蛋白质的两性性质蛋白质的变性性质：是指蛋白质在受到物理因素（加热、加压等）或化学因素（酸、碱处理等）在作用下，其分子内部的空间结构发生变化，从而导致原有性质的改变。（二）蛋白质的分类：根据蛋白质的结构、形态和物理特性分为：1.纤维蛋白：胶原蛋白、弹性蛋白、角蛋白2.球状蛋白：清蛋白：卵清蛋白、血清清蛋白、豆清蛋白、乳清蛋白等。球蛋白：血清球蛋白、血浆纤维蛋白原、肌浆蛋白、豆球蛋白。,谷蛋白：麦谷蛋白、玉米谷蛋白、米精蛋白等。醇溶蛋白：玉米醇溶蛋白、小麦醇溶蛋白、黑麦醇溶蛋白、大麦醇溶蛋白等。组蛋白：珠蛋白、鲭组蛋白。鱼精蛋白：3.结合蛋白：核蛋白：脱氧核糖核蛋白、核糖体磷蛋白：酪蛋白、胃蛋白酶金属蛋白：细胞色素氧化酶、铜蓝蛋白、黄嘌呤氧化酶脂蛋白：卵黄球蛋白、-脂蛋白色蛋白：血红蛋白、细胞色素C、黄素蛋白糖蛋白：-球蛋白、半乳糖蛋白、甘露糖蛋白、氨基糖蛋白,1.蛋白质是构建机体组织细胞的主要原料。除水外含量最多的养分，占干物质的50%，占无脂固形物的80%。2.蛋白质是机体内功能物质的主要成分。（1）血红蛋白、肌红蛋白：运输氧（2）肌肉蛋白质：肌肉收缩（3）酶、激素：代谢调节（4）免疫球蛋白：抵抗疾病（5）运输蛋白（载体）：脂蛋白、钙结合蛋白、因子等（6）核蛋白：遗传信息的传递、表达,三、蛋白质的营养作用,3.蛋白质是组织更新、修补的主要原料。动物体蛋白质每天约 0.25-0.3%更新，约6-12月全部更新。4.蛋白质可供能和转化为糖、脂肪。,第二节 单胃动物蛋白质营养,一、消化吸收,1.消化部位主要在胃和小肠上部,20%在胃,60-70%在小肠,其余在大肠。2.消化酶（表4-1）,表4-1 消化道内主要蛋白酶类,3.消化过程（图）,HCL,胃蛋白酶,胰蛋白酶,糜蛋白酶,羧肽酶,胃蛋白酶原,胰蛋白酶原,糜蛋白酶原,羧肽酶原,壁细胞,主细胞,胰,AA&二/三肽,刷状缘(肠细胞),吸收,肠激酶,胃,4.吸收（1）部位:小肠上部（2）方式:主动吸收（3）载体:碱性、酸性、中性系统（4）顺序：L-AA D-AA,5.影响蛋白质消化吸收的因素(1)动物年龄(消化酶发育的时间效应)(2)日粮蛋白质种类与水平(底物诱导效应)(3)日粮矿物元素水平(酶激活剂)(4)日粮粗纤维水平(缩短消化时间)(5)抗营养因子(胰蛋白酶抑制剂)(6)饲料加工(热损害)(7)饲养管理(补饲、饲喂次数、饲喂量）(8)影响吸收的因素（AA平衡、肠粘膜状态）,热损害：产生棕色反应（Maillard reaction）：此反应起始于还原性糖（葡萄糖、乳糖）的醛基与蛋白质或肽游离的氨基之间的缩合反应，产生褐色，生成动物自身分泌的消化酶不能降解的氨基-糖复合物，影响氨基酸的吸收利用，降低饲料营养价值。赖氨酸特别容易发生美拉德反应。温度对美拉德反应的速度有着十分显著的影响，70时的反应速度是10 时反应速度的9000倍。,二、氨基酸营养,1.氨基酸的代谢,饲料蛋白,葡萄糖,酮体,游离氨基酸,能量,肌肉、酶、抗体,2.氨基酸的营养生理作用(1)合成蛋白质(2)分解供能(3)参与免疫调节过程(4)Trp 5-HT，调节采食量；,3.必需氨基酸（EAA,essential amino acid）概念：动物体内不能合成或合成数量与速度不能满足需要，必须由饲料供给的氨基酸。生长猪：10种EAA-赖、蛋、色、苯丙、亮、异亮、缬、苏、组、精氨酸；成年猪禽：8种-不包含组氨酸和精氨酸；生长禽：13种-包含甘氨酸、胱氨酸、酪氨酸；,4.半必需氨基酸能代替或部分节约EAA的AA。丝氨酸甘氨酸（部分）胱氨酸蛋氨酸（50%）酪氨酸苯丙氨酸（30-50%）5.条件性必需氨基酸：特定条件下必需由饲料供给的AA.如:对仔猪,Arg、Glu是条件性EAA6.非必需氨基酸（NEAA，Non-essential amino acid）:是指可不由饲粮提供，动物体内的合成完全可以满足需要的氨基酸。但并不是指动物在生长和维持生命活动的过程中不需要这些氨基酸。,7.必需氨基酸和非必需氨基酸比较（1）相同 构成蛋白质的基本单位；维持动物生长和生产的必需成分；数量必须满足蛋白质合成需要；（2）不同点 在体内合成的速度和数量不同；血液中的浓度高低是否取决于饲粮中相应氨基酸的浓度；是否必须从饲粮中供给-缺乏症；,8.限制性氨基酸（LAA）（1）概念:是指一定饲料或饲粮中的一种或几种必需氨基酸的含量低于动物的需要量，而且由于它们的不足限制了动物对其他必需和非必需氨基酸的利用。通常将饲料或饲粮中最缺乏的氨基酸称为第一限制性氨基酸，其次缺乏的依次为第二、第三、第四限制性氨基酸。不同的饲料，对不同的动物，限制性氨基酸的顺序不同。如猪饲粮中的第一限制性氨基酸通常为赖氨酸，而鸡饲粮中的第一限制性氨基酸则通常为蛋氨酸。,（2）与EAA比较 相同：LAA一定是EAA 不同：LAA是针对特定的饲料而言 EAA是针对特定的动物而言,（3）确定AA限制顺序的方法（表4-2）,表4-2 仔猪玉米豆粕型日粮（粗蛋白18%）的氨基酸化学评分,表4-3 饲料AA的限制顺序,表4-4 饲料AA的限制顺序,9.氨基酸互补 也称蛋白质互补，是指两种或两种以上的蛋白质通过混合，以弥补各自在氨基酸组成和含量上的营养缺陷。生产实践中，这是提高蛋白质生物学价值的有效方法。混合料蛋白质的生物学价值高于任何一种单一饲料的蛋白质生物学价值。是配合饲料生产的理论基础之一。,三、AA平衡理论及理想蛋白质,1.AA平衡理论（1）AA平衡的概念 是指饲粮中各种氨基酸的数量和相互间的比例与动物的需要量相符合。说明该饲粮（料）的氨基酸是平衡的，反之，则为不平衡。只有在饲粮中氨基酸保持平衡状态下，氨基酸才能最有效地被利用，任何一种氨基酸的不平衡都会导致动物体内的蛋白质消耗增多，而生产性能也将明显降低。,（2）水桶理论,（3）氨基酸的缺乏1）概念：某种或几种氨基酸含量不足，不能满足动物需要，而影响动物的生产性能。2）特点：缺乏的氨基酸常常是EAA；常发生在低蛋白饲粮和生长快、高产的动物；缺乏症可通过补充所缺乏的氨基酸而缓解或纠正。,（4）氨基酸中毒 由于饲粮中某种氨基酸含量过高而引起动物生产性能下降，添加其他氨基酸可部分缓解中毒症，但不能完全消除。,（5）氨基酸拮抗作用1）概念：由于某种氨基酸含量过高而引起另一种或几种氨基酸需要量提高，这就称为氨基酸拮抗作用。2）拮抗作用的实质：干扰吸收-竞争相同的吸收载体，或影响代谢-影响酶活性3）常见类型：赖氨酸与精氨酸 亮氨酸与异亮氨酸、缬氨酸,（6）氨基酸不平衡 1）概念：饲料氨基酸的相互比例与动物的需求比例不一致 2）氨基酸失衡的结果：蛋白质利用率下降 能量利用率下降 有机物利用率下降 生产水平和效益降低,2.理想蛋白（1）概念 AA间平衡最佳、利用效率最高的蛋白质。理想蛋白中各种氨基酸(包括NEAA)具有等限制性，不可能通过添加或替代任何剂量的任何氨基酸使蛋白质的品质得到改善。,（2）理想蛋白的表达方式 以Lys为100 的EAA相对比例理想模式 原因：Lys的分析测试简单易行；Lys的主要功能是合成蛋白质；Lys需要量大，且常是日粮的第一、二LAA；Lys有关研究资料最多；配制日粮时可应用价格便宜的合成Lys。,第三节 反刍动物蛋白质营养,一、瘤胃微生物对N的消化与利用,摄入蛋白质的70%（40-80%）被瘤胃微生物消化，其余部分（30%）进入真胃和小肠消化。1.消化过程（图1）,反刍动物蛋白质的消化吸收与代谢,（1）饲料蛋白质=瘤胃降解蛋白（RDP,rumen digestible protein）+瘤胃未降解蛋白(过瘤胃蛋白，UDP,un-digestible protein）（2）蛋白质降解率（%）=RDP/食入CP,2.利用NH3+-酮戊二酸AA微生物蛋白瘤胃NH3浓度达到5mM(9mg/100ml),微生物蛋白合成达到最大水平，超过此浓度的NH3被吸收入血。通过合成尿素而解毒。最大解毒能力：80mg/100ml。,唾液腺 口腔 80%瘤胃 血液 肝脏 尿素 尿 NH3,图2 瘤胃的氮素循环,意义：节约蛋白质,二、微生物蛋白质的品质,1.数量理论上，当瘤胃微生物的外流速度和微生物的繁殖速度相近时，MCP的产量最高。一般：瘤胃1kg干物质-90-230g MCP，可满足100kg动物的正常生长需要或日产10kg奶的奶牛需要。,2.组成微生物蛋白平均含 AA 79%，DNA 4.1%,RNA 11.3%细菌含CP 58-77%，原生动物 24-49%,3.品质 MCP含所有的必需氨基酸品质次于动物性蛋白质，与豆粕蛋白质相当，优于谷物蛋白质。（1）MCP生物学价值平均为 70-80%原生动物（真消化率88-91%）优于细菌（真消化率66-74）,（2）微生物蛋白品质次于优质饲料蛋白,原因:1）优质饲料蛋白的AA组成比微生物蛋白好；2）饲料蛋白转化为微生物蛋白时,有20-30%的N损失；3）微生物N中有10-20%是核酸N,对动物无营养价值；因此,保护优质饲料蛋白,防止瘤胃降解可提高蛋白的生物学价值。,三、AA营养,1.EAA：40%来自微生物蛋白、60%来自饲料。2.对维持需要和中等生产水平的动物，不需补充EAA。3.高产动物，需添加EAA 日产奶15kg,Met、Leu是LAA 30kg，Met、Leu、Lys等是LAA,四、非蛋白氮的利用,1.NPN的利用原理尿素NH3+CO2CH2OVFA+酮酸NH3+酮酸AA菌体蛋白 2.利用NPN的意义 节约蛋白质、降低成本,3.NPN中毒-氨中毒（1）原因：NPN释放氨的速度大大超过微生物利用氨的速度,使血液氨浓度大大增加。100g瘤胃内容物能在1小时内把100mg尿素转化为NH3。,（2）中毒水平 血氨浓度：8ppm:出现中毒，表现神经症状，肌肉震颤；20ppm:呼吸困难、强直性痉挛，运动失调；50ppm:死亡。,4.合理利用NPN的途径（1）延缓NPN的分解速度 选用分解速度慢的NPN，如双缩脲等 采用包被技术，减缓尿素等分解 使用脲酶抑制剂等抑制脲酶活性。,（2）增加微生物的合成能力 提供充足的可溶性碳水化合物 提供足够的矿物元素 N:S=15:1,即100g尿素加3g S,（3）正确的使用技术 1）用量：不超过总氮的20-30%不超过饲粮干物质的1%不超过精料补充料的2-3%每100kg体重20-30g,2）适应期：2-4周 3）不能加入水中饲喂 4）制成舔砖 5）不与含脲酶活性高的饲料混合 6）尿素青贮,第四节 蛋白质质量的评定方法,一、粗蛋白质（CP）：二、可消化粗蛋白质（DCP）：三、蛋白质生物学价值（BV）：指动物利用的氮（或沉积氮）占吸收氮的百分比。即：食入氮-（粪氮+尿氮）BV=100%食入氮-粪氮 食入氮-（粪氮-代谢粪氮）-（尿氮-内源尿氮）TBV=100%食入氮-（粪氮-代谢粪氮）,代谢粪氮（MFN）主要来源于：消化道微生物及其代谢产物。消化道分泌物和经消化道排泄的代谢产物。消化道黏膜脱落细胞。内源尿氮（EUN）：体内蛋白质分解代谢产物中含有的氮。,四、净蛋白利用率（NPU）：净蛋白利用率是指动物体内沉积的蛋白质或氮占食入的蛋白质或氮的百分比。即：NPU=沉积氮/食入氮五、蛋白质效率比（PER）：指动物食入单位蛋白质或氮的体增重，即：PER=体增重/蛋白质或氮的食入量,六、化学比分（积分，CS）：饲料蛋白质的第一限制性氨基酸含量与标准蛋白质中的相应氨基酸含量的比值。七、必需氨基酸指数（EAAI）：饲料蛋白质中的必需氨基酸含量与标准蛋白质中相应必需氨基酸含量之比的几何平均数。,八、可消化、可吸收和有效氨基酸,1.可消化氨基酸：是指食入的饲料蛋白质经消化后被吸收的氨基酸。2.可利用氨基酸：是指食入蛋白质中能够被动物消化吸收并可用于蛋白质合成的氨基酸。3.有效氨基酸：是指对可消化、可利用氨基酸的总称。,九、反刍动物蛋白质质量评定体系,（一）ARC的瘤胃降解与非降解蛋白质体系：将饲料蛋白质分为瘤胃降解蛋白质（RDP）(为微生物所降解的蛋白质，80100%可合成微生物蛋白)和瘤胃未降解蛋白质（UDP）。（二）NRC的可吸收蛋白质体系：将饲料蛋白质分为降解食入蛋白质（DIP）和未降解食入蛋白质（UIP）。,专题：,反刍动物的小肠蛋白质营养体系,一、传统粗蛋白质营养体系的主要缺陷：,1.不能反应日粮蛋白质在瘤胃中的降解和非降解部分。2.不能反应日粮降解蛋白质转化为瘤胃微生物蛋白质的效率，以及微生物蛋白质的合成量。3.不能反应进入小肠的日粮非降解蛋白质和微生物蛋白质的量。,4.无法确定进入小肠的氨基酸量和各种氨基酸的比例。5.由于没有考虑到瘤胃微生物的产生量，当用全粪法评定日粮蛋白质消化率时，结果可能偏高或偏低。,二、小肠蛋白质的评定,1.小肠蛋白质饲料瘤胃非降解蛋白质+瘤胃微生物蛋白质2.饲料瘤胃非降解蛋白质饲料蛋白质饲料瘤胃降解蛋白质3.小肠可消化蛋白质饲料瘤胃非降解蛋白质小肠消化率+瘤胃微生物蛋白质小肠消化率,三、瘤胃微生物蛋白质合成量的评定,瘤胃微生物蛋白质的合成所需的能量和氮源，来源于饲料在瘤胃中的发酵。瘤胃饲料能量可用可发酵有机物质（FOM）表达，氮源可用瘤胃降解氮（RDN）表达。研究发现，瘤胃饲料降解氮转化为瘤胃微生物氮的效率（MN/RDN)与瘤胃降解氮对瘤胃可发酵有机物质的比例(RDN/FOM)呈显著负相关。,1.按RDP评定：一般取MN/RDN0.92.按FOM评定：MN g/FOM g=21.7532,换算成瘤胃微生物蛋白质，则 MCP g/FOM g=136,四、瘤胃能氮平衡（RENB),Rumen energy and nitrogen balanceRENB=用FOM评定的MCP-用RDP评定的MCP FOM136RDP0.9说明：如果日粮的瘤胃能氮平衡结果为零，则表明平衡良好；如果为正值，则说明瘤胃能量有富余，此时应增加RDP；如果为负值，则表明应增加瘤胃中的能量（FOM）。,五、尿素的有效用量(ESU),Effective supplementation of urea根据瘤胃能氮平衡原理，提出了尿素有效用量的计算模式：ESU瘤胃能氮平衡/2.80.65式中：2.8为尿素的粗蛋白质当量；0.65为尿素氮被瘤胃微生物利用的平均效率。,六、小肠蛋白质的消化率,包括：1.瘤胃微生物蛋白质小肠消化率：我国建议用0.7。2.小肠饲料非降解蛋白质的消化率：我国饲料非降解蛋白质的小肠消化率采用平均值0.65。饲料的小肠可消化蛋白质（饲料瘤胃降解蛋白质降解蛋白质转化为微生物蛋白质的效率微生物蛋白质的小肠消化率)+(饲料非降解蛋白质小肠消化率）（饲料瘤胃降解蛋白质0.90.7）+（